JP2689140B2 - Novel β-hydroxysteroid oxidase and its preparation method - Google Patents

Novel β-hydroxysteroid oxidase and its preparation method

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JP2689140B2
JP2689140B2 JP63209442A JP20944288A JP2689140B2 JP 2689140 B2 JP2689140 B2 JP 2689140B2 JP 63209442 A JP63209442 A JP 63209442A JP 20944288 A JP20944288 A JP 20944288A JP 2689140 B2 JP2689140 B2 JP 2689140B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、新規なβ−ハイドロオキシステロイドオキ
シダーゼ(β−Hydroxy steroid oxidase)及びその調
製法に関し、この酵素はステロイドの変換、コレステロ
ールの定量に利用される。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel β-hydroxysteroid oxidase and a method for preparing the same, which enzyme is used for steroid conversion and cholesterol quantification. It

技術的背景 ステロイドは、ステロイド核を有する化合物の総称で
あつて、胆汁酸、性ホルモン、副腎皮質ホルモン及びコ
レステロールなどの生物学的にきわめて重要な物質を多
数含有しており、医薬品や医薬合成中間体としての需要
が大きい。
Technical background Steroids are a general term for compounds having a steroid nucleus, and contain many biologically important substances such as bile acids, sex hormones, corticosteroids, and cholesterol. Great demand for the body.

現在のところ、羊毛脂から抽出したコレステロールや
大豆脂肪などから抽出した植物ステロールがステロイド
合成の出発物質として使用されている。近年、ステロイ
ドの合成にあたつては、微生物を使用した変換が有馬ら
により開発され〔有馬 啓他「アグリカルチュアル エ
ンド バイオロジカル ケミストリィ」(Agric.Biol.C
hem.)33巻1636頁、(1969年)〕、この方法が工業的に
採用されている。
At present, plant sterols extracted from cholesterol and soybean fat extracted from wool fat are used as starting materials for steroid synthesis. In recent years, in the synthesis of steroids, a conversion using microorganisms has been developed by Arima et al. [K. Arima et al., “Agricultural End Biological Chemistry” (Agric.Biol.C).
hem.) 33: 1636, (1969)], this method is industrially adopted.

この反応は、コレステロールを3β−ハイドロオキシ
ステロイドオキシダーゼ(Hydroxy steroid oxidase)
の作用によりコレスト−4−エン3−オンに変換する反
応が出発となる。反応は下記のように表わされる。
This reaction converts cholesterol into 3β-hydroxy steroid oxidase.
The reaction of converting into cholest-4-en-3-one by the action of is started. The reaction is represented as follows:

微生物によるステロイド反応の多くは酸化還元反応で
あり、これに関係する補酵素を反応系に供給する必要か
ら、工業的に酵素単体を使用している例はなく、酵素系
として微生物菌体が使用されてきた。このため、ステロ
イド変換に関係する酵素を単離し、反応機構を詳細に解
析するなどの試みは殆ど行われなかった。
Most steroid reactions by microorganisms are oxidation-reduction reactions, and since it is necessary to supply the coenzymes related to this to the reaction system, there is no example in which an enzyme alone is industrially used, and microbial cells are used as the enzyme system. It has been. Therefore, almost no attempts have been made to isolate the enzyme involved in steroid conversion and analyze the reaction mechanism in detail.

一方、臨床検査、生化学分析などの分野に於いてはコ
レステロールを定量し、高脂血症や動脈硬化症の診断に
利用することが行われてきた。このコレステロールの酵
素的測定方法としてコレステロールオキシダーゼが用い
られている。しかし、この酵素は、従来アースロバクタ
ー属、ブレビバクテリウム属、ノカルディア属、ミクロ
バクテリウム属、シュードモナス属並びにストレプトミ
セス属に属する微生物の菌体内、又は菌体外に生産する
酵素を抽出した粗酵素がそのまま使用されていた。しか
して、この酵素学的な性質などを明らかにし、精製酵素
を使用した例は未だみられない。又ロドコッカス・エク
イ(Rhodococcus equi)No.23株を培養してコレステロ
ールオキシダーゼを得る方法が特開昭61-247381号に開
示されているが、この方法では、精製酵素は得られてお
らず、又、反応系に補酵素系が必要か、否かも明らかに
されていない。
On the other hand, in fields such as clinical examination and biochemical analysis, cholesterol has been quantified and used for diagnosis of hyperlipidemia and arteriosclerosis. Cholesterol oxidase is used as the method for enzymatically measuring cholesterol. However, this enzyme was extracted from the enzyme produced in the inside or outside of the microorganisms of the microorganisms belonging to the genus Arthrobacter, Brevibacterium, Nocardia, Microbacterium, Pseudomonas and Streptomyces. The crude enzyme was used as is. However, there are no examples of clarifying the enzymatic properties and using the purified enzyme. A method for culturing Rhodococcus equi No. 23 strain to obtain cholesterol oxidase is disclosed in JP-A-61-247381. However, in this method, a purified enzyme has not been obtained. It has not been clarified whether the reaction system requires a coenzyme system.

発明が解決しようとする課題 上述のように、これまでのステロイドの変換では精製
された酵素を使用して進められた例はなく、又工業的に
使用可能で、かつ補酵素の供給を必要としない3−β−
ハイドロオキシステロイドオキシダーゼは得られていな
い。更に、コレステロールの測定に於いても精製された
コレステロールオキシダーゼを使用した例もなく、使用
している酵素の基質特異性も広いものであつて、測定の
信頼度にも問題があつた。
DISCLOSURE OF THE INVENTION PROBLEM TO BE SOLVED BY THE INVENTION As described above, there has been no case in which a purified enzyme has been used in the conversion of steroids so far, and it is industrially usable and requires the supply of a coenzyme. Not 3-β-
Hydroxysteroid oxidase has not been obtained. Furthermore, there is no example of using purified cholesterol oxidase in the measurement of cholesterol, and the substrate specificity of the enzyme used is wide, and there is a problem in the reliability of the measurement.

本発明は、工業的にも、臨床検査用にも使用可能な、
補酵素系の供給を必要としない精製されたロドコッカス
・エクイ(Rhodococcus equi)に属する菌株の生産する
新規な3−β−ハイドロオキシステロイドオキシダーゼ
を提供することを課題とする。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used industrially as well as for clinical examinations.
It is an object of the present invention to provide a novel 3-β-hydroxysteroid oxidase produced by a strain belonging to purified Rhodococcus equi that does not require the supply of a coenzyme system.

以下本発明を詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

課題を解決するための手段 本発明者らは、上述の課題を解決するため、ステロイ
ド分解微生物の生産する酵素について研究を進めた結
果、土壌より分離したロドコッカス・エクイ(Rhodococ
cus equi)MIL 1037株が菌体外に新規な3−β−ハイド
ロオキシステロイドオキシダーゼを産生することを見出
し、本発明をなすに至つた。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present inventors have conducted research on an enzyme produced by a steroid-degrading microorganism, and as a result, Rhodococcus equi (Rhodococ) isolated from soil has been investigated.
cus equi) MIL 1037 strain was found to produce a novel 3-β-hydroxysteroid oxidase outside the bacterial cell, and the present invention was completed.

本発明に用いる菌株ロドコッカス・エクイMIL 1037株
(以下1037株という)は、本発明者らにより分離され、
工業技術院微生物工業技術研究所に微工研菌寄託第1017
9号として寄託されている。
The strain Rhodococcus equi MIL 1037 strain used in the present invention (hereinafter referred to as 1037 strain) was isolated by the present inventors,
Micromachine research bacterium deposit No. 1017 at Institute of Microbial Science and Technology, AIST
Deposited as No. 9.

この1037株を用いて所望の3−β−ハイドロオキシス
テロイドオキシダーゼを得るには、液体培地中に該菌株
を接種し、常法に従つて培養し、培養液より採取すれば
よい。又、培地中にコレステロール等のステロイド化合
物を添加し、酵素生産を誘導することも可能である。
To obtain the desired 3-β-hydroxysteroid oxidase using the 1037 strain, the strain may be inoculated in a liquid medium, cultured according to a conventional method, and collected from the culture solution. It is also possible to induce a enzyme production by adding a steroid compound such as cholesterol to the medium.

培養に用いる培地としては、1037株が利用可能な栄養
源を含むものであればいずれでもよいが、特に好ましい
培地としては、ニュートリエント培地、変法ニュートリ
エント培地として一般的に知られている培地を挙げるこ
とができる。又、本株の保存用スラントとしては2%寒
天を加えた培地を使用し得る。上記変法ニュートリエン
ト培地の組成としては、例えばコーンステープリカー1.
0重量%、ビーフエキス0.5重量%、グルコース0.5重量
%及びリン酸カリウム0.2重量%を含有するもの(pH7.0
に調整)を例示し得る。
The medium used for culturing may be any as long as it contains a nutrient source that can be used by strain 1037, but particularly preferable medium is a nutrient medium, a medium generally known as modified nutrient medium. Can be mentioned. A medium supplemented with 2% agar can be used as a slant for storage of this strain. The composition of the modified nutrient medium, for example, corn stapler 1.
Containing 0% by weight, beef extract 0.5% by weight, glucose 0.5% by weight and potassium phosphate 0.2% by weight (pH 7.0
Adjustment).

培養の方法としては、静値培養、振盪培養及びジヤー
ファーメンター培養などが挙げられるが、大量に行うに
は、ジヤーファーメンターが好ましい。培養の条件は、
培地及び培養容器によつて異なるが、20℃〜35℃、好ま
しくは25℃〜30℃の培養温度で24時間〜96時間、好まし
くは24時間〜48時間培養を行うとよい。
Examples of the culturing method include static culturing, shaking culturing, and jar fermenter culturing, and the jar fermenter is preferred for large-scale culturing. The culture conditions are
Although it varies depending on the medium and the culture vessel, it is advisable to carry out the culture at a culture temperature of 20 ° C to 35 ° C, preferably 25 ° C to 30 ° C for 24 hours to 96 hours, preferably 24 hours to 48 hours.

培養終了後は、常法に従つて、菌体と培養上清を分離
する。例えば、遠心分離、あるいは濾過などの方法を例
示できる。菌体を除いた培養上清は、周知の精製手段に
より、3−β−ハイドロオキシステロイドオキシダーゼ
を分離、採取する。例えば、培養物から遠心分離により
菌体を除去した後、上清に硫酸アンモニウムを加え塩析
を行う。次いで、遠心分離により、塩析で沈澱した蛋白
質画分を集め、10mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.0)
に懸濁し、さらに同じ緩衝液中で透析し粗酵素溶液とす
る。この粗酵素溶液でも、所望のステロイド変換や、診
断薬用酵素として使用が可能である。
After completion of the culture, the bacterial cells and the culture supernatant are separated according to a conventional method. For example, a method such as centrifugation or filtration can be exemplified. From the culture supernatant from which the bacterial cells have been removed, 3-β-hydroxysteroid oxidase is separated and collected by a well-known purification means. For example, cells are removed from the culture by centrifugation, and ammonium sulfate is added to the supernatant for salting out. Then, the protein fractions precipitated by salting out were collected by centrifugation, and 10 mM sodium phosphate buffer solution (pH 7.0) was used.
And then dialyzed in the same buffer to obtain a crude enzyme solution. This crude enzyme solution can also be used as a desired enzyme for steroid conversion and as a diagnostic enzyme.

この粗酵素液を、さらに10mMトリス−塩酸緩衝液(pH
8.0)で透析し、その後DEAE−セルロースカラムクロマ
トグラフイー及びCM−セルロースカラムクロマトグラフ
イー、ヒドロキシアパタイトカラムクロマトグラフイー
を順次通過させ、分画精製することができる。さらに、
セファデックスG-75を使用したゲル濾過を行い、最終精
製酵素を得ることができる。このように精製した3−β
−ハイドロオキシステロイドオキシダーゼは、SDS電気
泳動により単一のスポットを示す。
This crude enzyme solution was further added to 10 mM Tris-HCl buffer (pH
It can be fractionated and purified by dialysis with 8.0) and then sequentially passing through DEAE-cellulose column chromatography, CM-cellulose column chromatography, and hydroxyapatite column chromatography. further,
Gel filtration using Sephadex G-75 can be performed to obtain the final purified enzyme. 3-β purified in this way
-Hydroxysteroid oxidase shows a single spot by SDS electrophoresis.

このようにして得られた酵素の活性は次のようにして
測定する。
The activity of the enzyme thus obtained is measured as follows.

(1)酵素活性の測定 酵素検定液を含む10mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.
0)1mlを反応槽(1ml容)に入れ、溶存酸素を飽和され
た後、コレステロール(1μmol/20μlエタノール液)
を添加し30℃で反応を行い、1分後の溶存酸素の消費量
を求める。尚、溶存酸素の測定には生化学用溶存酸素計
オキシグラフ8(セントラル科学製)を使用し、酵素活
性は、30℃で1分間に1μmolの溶存酸素を消費させる
酵素量を1ユニット(U)と決め、比活性は蛋白質1mg
に対しての酵素単位(U/mg)として表わす。
(1) Measurement of enzyme activity 10 mM sodium phosphate buffer (pH 7.
0) 1 ml was put in a reaction tank (1 ml volume), saturated oxygen was dissolved, and then cholesterol (1 μmol / 20 μl ethanol solution)
Is added and the reaction is carried out at 30 ° C., and the consumption of dissolved oxygen after 1 minute is determined. In addition, a dissolved oxygen meter for biochemistry, Oxygraph 8 (manufactured by Central Kagaku) was used to measure the dissolved oxygen, and the enzyme activity was 1 unit (U ), The specific activity is 1 mg protein
Expressed as enzyme units (U / mg).

(2)蛋白質の定量方法 蛋白質の定量は、牛血清アルブミン(シグマ社製)を
標準としたローリー法(Lowry法)により行う。
(2) Protein quantification method Protein quantification is performed by the Lowry method using bovine serum albumin (manufactured by Sigma) as a standard.

このようにして測定した精製酵素の比活性は20U/mg蛋
白以上を示す。
The specific activity of the purified enzyme thus measured is 20 U / mg protein or more.

上述のようにして精製された3−β−ハイドロオキシ
ステロイドオキシダーゼは以下に示す酵素化学的性質を
有する。
The 3-β-hydroxysteroid oxidase purified as described above has the following enzymatic chemical properties.

作用 各種ステロイド化合物を基質として用い、酵素活性を
測定した。コレステロールを基質とした際の溶存酸素消
費量を100として各基質の酸素消費量を測定したとこ
ろ、表1に示す結果が得られた。3β水酸基を有する基
質にのみ本酵素は活性を示す。
Action The enzyme activity was measured using various steroid compounds as substrates. When the oxygen consumption of each substrate was measured with the dissolved oxygen consumption of cholesterol as the substrate being 100, the results shown in Table 1 were obtained. The enzyme shows activity only on a substrate having a 3β hydroxyl group.

分子量 SDSポリアクリルアミドゲルデスク電気泳動により分子
量を測定したところ、48,000±2,000の分子量を示し
た。
Molecular weight The molecular weight was 48,000 ± 2,000 when measured by SDS polyacrylamide gel disc electrophoresis.

等電点 ショ糖密度勾配等電点電気泳動の結果、等電点はpH9.2
±0.1であつた。
Isoelectric point As a result of sucrose density gradient isoelectric focusing, the isoelectric point is pH 9.2.
It was ± 0.1.

至適pH 至適pHは7.5を示した。(第1図参照) pH安定性 4℃で1時間、4℃で24時間、それぞれの処理に於い
て、pH7.0〜pH9.0の範囲で安定であつた。(第2図参
照) 至適温度 作用温度は5℃から55℃の範囲に亘り、至適温度は45℃
であつた。(第3図参照) 熱安定性 pH7.0での処理に於いて、50℃、1時間の加熱で30%の
残存活性を示し、60℃、5分間の加熱では15%の残存活
性を示した。(第4図参照) 金属結合 EDTA、o−フエナントロリン、α−α′−ジピリジル−
8−キノリノール、シアン化カリ、硝酸ナトリウムなど
のキレート試薬によつて活性は阻害されない。このこと
から、酵素中に金属イオンが存在しないことが確認され
た。
Optimum pH The optimum pH was 7.5. (See FIG. 1) pH stability It was stable at pH 7.0 to pH 9.0 in each treatment at 4 ° C. for 1 hour and 4 ° C. for 24 hours. (See Fig. 2) Optimum temperature The working temperature ranges from 5 ℃ to 55 ℃, and the optimum temperature is 45 ℃.
It was. (See Fig. 3) Heat stability When treated at pH 7.0, heating at 50 ° C for 1 hour shows 30% residual activity, and heating at 60 ° C for 5 minutes shows 15% residual activity. It was (See FIG. 4) Metal binding EDTA, o-phenanthroline, α-α′-dipyridyl-
The activity is not inhibited by chelating agents such as 8-quinolinol, potassium cyanide and sodium nitrate. From this, it was confirmed that there was no metal ion in the enzyme.

金属塩の影響 各金属塩CaCl2、MgCl2、FeCl2、FeSO4、CuSO4、Na2Mo
O4、CoCl2、NiCl2、MnCl2、AgNO3並びにHgCl2を10-2、1
0-3、10-4M/ml濃度にそれぞれ調整したものを酵素活性
測定時に1mlを加え影響を検討した。結果は表2に示す
とおり、AgNO3とHgCl2は酵素活性を強く抑制した。又、
この抑制は10mMのグルタチオンとジチオスレイトールの
添加により回復した。
Effects of metal salts Metal salts CaCl 2 , MgCl 2 , FeCl 2 , FeSO 4 , CuSO 4 , Na 2 Mo
Add O 4 , CoCl 2 , NiCl 2 , MnCl 2 , AgNO 3 and HgCl 2 to 10 -2 , 1
The effects were examined by adding 1 ml at the time of measuring the enzyme activity, which was adjusted to the concentration of 0 -3 and 10 -4 M / ml respectively. The results are shown in Table 2, and AgNO 3 and HgCl 2 strongly suppressed the enzyme activity. or,
This inhibition was restored by the addition of 10 mM glutathione and dithiothreitol.

Km、Vmax値 コレステロールを基質とした際のKm値は3.27×10-4M、
本酵素濃度5μg/mlの時のVmaxは1.33×10-4Mである。
Km, Vmax value Km value when using cholesterol as a substrate is 3.27 × 10 -4 M,
The Vmax at the enzyme concentration of 5 μg / ml is 1.33 × 10 −4 M.

吸収スペクトル 日立100-60型ダブルビーム分光光度計(日立製作所製)
を使用した吸収スペクトルでは280nmに極大吸収を有
し、それ以外には吸収を有しなかつた。(第5図参照) 本酵素にはFADの吸収が存在しないことから、FDA依存性
の3β−ハイドロオキシステロイドオキシダーゼとは性
質が異なることが明らかである。
Absorption spectrum Hitachi 100-60 type double beam spectrophotometer (manufactured by Hitachi Ltd.)
In the absorption spectrum using, it had a maximum absorption at 280 nm and had no other absorption. (See FIG. 5) Since this enzyme has no FAD absorption, it is clear that it has different properties from FDA-dependent 3β-hydroxysteroid oxidase.

以下実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

実施例1 培養液の調製 ロドコッカス・エクイMIL 1037株(微工研菌寄第1017
9)を保存用スラントから1白金耳をシード用スラント
培地に植菌し、30℃で24時間静置培養を行い、これをシ
ード用スラントとした。このシード用スラントから3白
金耳を下記組成のニュートリエント培地(100ml/500ml
容三角コルベン)に接種し、27℃で24時間回転振盪培養
(200rpm)を行い、これを前培養とした。さらに、前培
養から3mlを変法ニュートリエント培地100mlに接種し、
27℃で同様に回転振盪培養を行い、培養液を得た。
Example 1 Preparation of culture solution Rhodococcus equi MIL 1037 strain (Microtech Lab.
One platinum loop from the storage slant was inoculated into a slant medium for seeds, and static culture was carried out at 30 ° C. for 24 hours to obtain a slant for seeds. From this slant for seed, 3 platinum loops were added to a nutrient medium (100 ml / 500 ml
(Triangular Kolben) and subjected to rotary shaking culture (200 rpm) at 27 ° C. for 24 hours, which was used as preculture. Furthermore, 3 ml from the preculture was inoculated into 100 ml of modified nutrient medium,
Similarly, the culture was cultivated with rotation shaking at 27 ° C. to obtain a culture solution.

変法ニュートリエント培地組成: コーンステープリカー 1.0wt% ビーフエキス 0.5wt% グルコース 0.5wt% K2HPO4 0.2wt% pH 7.2 酵素の精製 上述のようにして得られた培養液を集め12,000Gで15
分間遠心分離し、培養上清10lを得た。この上清液に硫
酸アンモニウムを加え飽和分画を行った。硫酸アンモニ
ウム20、30、40、50、60、70および80wt%でそれぞれ飽
和分画を行つた。蛋白質の沈澱を12,000Gで15分間4℃
にて遠心分離を行つて集め、10mMリン酸ナトリウム緩衝
液(pH7.0)に懸濁した。懸濁液は、同じ緩衝液5lで5
回、48時間透析した後、酵素活性及び蛋白質量の測定を
行つた。活性の高い50%、60%の各飽和画分を合わせて
粗酵素溶液とし、10mMトリス−塩酸緩衝液(pH8.0)5l
で5回、48時間透析を行つた。
Modified Nutrient Medium Composition: Corn stapler 1.0wt% Beef extract 0.5wt% Glucose 0.5wt% K 2 HPO 4 0.2wt% pH 7.2 Purification of enzyme Collect the culture solution obtained as above 15 at 12,000G
After centrifugation for 10 minutes, 10 l of culture supernatant was obtained. Ammonium sulfate was added to this supernatant for saturation fractionation. Saturated fractionation was performed at 20, 30, 40, 50, 60, 70 and 80 wt% ammonium sulfate, respectively. Protein precipitation at 12,000 G for 15 minutes at 4 ° C
Were collected by centrifugation at 10, and suspended in 10 mM sodium phosphate buffer (pH 7.0). The suspension should be 5 l with the same buffer, 5 l.
After dialysis once for 48 hours, enzyme activity and protein amount were measured. The 50% and 60% highly active saturated fractions were combined to make a crude enzyme solution, and 5 mM of 10 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) was added.
Dialysis was performed 5 times for 48 hours.

この酵素溶液を粗酵素液とした。 This enzyme solution was used as a crude enzyme solution.

粗酵素溶液550mlを10mMトリス−塩酸緩衝液(pH8.0)
で平衡化したDEAE−セルロースのカラム(内径2.6cm×
長さ60cm)に流し、同じ緩衝液で溶出した。全活性2U/1
0mlを越える画分をあわせ、30℃でエバポレーター濃縮
し、10mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.0)5lで4回、4
8時間透析し、150mlの酵素液を得た。この酵素液を10mM
リン酸ナトリウム緩衝液(pH7.0)で平衡化したCM−セ
ルロースカラム(内径2.6cm×長さ60cm)に流した。こ
のカラムに10mMの同緩衝液を流し、洗浄した後、25mMの
同緩衝液(pH7.0)を1.0ml/分の流速で通し溶出した。
活性画分を集め、30℃でエバポレーター濃縮後、10mMリ
ン酸ナトリウム緩衝液(pH7.0)3lで4回、48時間透析
し、50mlの酵素溶液を得た。この50mlの酵素溶液を10mM
リン酸ナトリウム緩衝液(pH7.0)で平衡化したヒドロ
キシアパタイトカラム(内径0.5cm×長さ15cm)に流し
た。不活性蛋白質を取り除くため、50mMの同緩衝液(pH
7.0)を流した後、100mMの同緩衝液(pH7.0)で溶出さ
せた。活性画分を集め、30℃でエバポレーターを使用し
濃縮後、pH7.0の10mMリン酸ナトリウム緩衝液3lで4
回、48時間透析し5mlの酵素液を回収した。
550 ml of crude enzyme solution was added to 10 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0)
DEAE-cellulose column (inner diameter 2.6 cm ×
(Length 60 cm) and eluted with the same buffer. Total activity 2U / 1
Fractions over 0 ml were combined, concentrated in an evaporator at 30 ° C, and 4 times with 5 l of 10 mM sodium phosphate buffer (pH 7.0) 4 times.
After dialysis for 8 hours, 150 ml of enzyme solution was obtained. 10 mM of this enzyme solution
It was applied to a CM-cellulose column (inner diameter 2.6 cm x length 60 cm) equilibrated with sodium phosphate buffer (pH 7.0). The column was flushed with 10 mM of the same buffer, washed, and then eluted with 25 mM of the same buffer (pH 7.0) at a flow rate of 1.0 ml / min.
The active fractions were collected, concentrated in an evaporator at 30 ° C., and dialyzed against 3 l of 10 mM sodium phosphate buffer (pH 7.0) four times for 48 hours to obtain 50 ml of enzyme solution. 10 mM of this 50 ml enzyme solution
It was applied to a hydroxyapatite column (inner diameter 0.5 cm × length 15 cm) equilibrated with sodium phosphate buffer (pH 7.0). 50 mM of the same buffer (pH
7.0) and then eluted with 100 mM of the same buffer (pH 7.0). The active fractions were collected, concentrated at 30 ° C using an evaporator, and then concentrated with 3 l of 10 mM sodium phosphate buffer (pH 7.0).
It was dialyzed once for 48 hours and 5 ml of the enzyme solution was recovered.

ヒドロキシアパタイトカラムにより得た酵素液5ml
を、10mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.0)で膨潤平衡
化したセファデックスG-25カラム(内径2.6cm×長さ60c
m)にかけ、同緩衝液で溶出した。活性画分(第6図参
照)を集め、濃縮液10mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.
0)3lで4回、48時間透析した。その後、凍結乾燥を行
い、精製酵素22mgを得た。また、この酵素比活性は21.4
0U/mgであつた。
5 ml of enzyme solution obtained by hydroxyapatite column
Was swelled and equilibrated with a 10 mM sodium phosphate buffer (pH 7.0) to a Sephadex G-25 column (inner diameter 2.6 cm x length 60 c).
m) and eluted with the same buffer. The active fractions (see FIG. 6) were collected and concentrated to 10 mM sodium phosphate buffer (pH 7.
0) It dialyzed 4 times with 3l for 48 hours. Then, freeze-drying was performed to obtain 22 mg of purified enzyme. The specific activity of this enzyme is 21.4
It was 0 U / mg.

各精製ステップの精製度と回収率は表3に示す通りで
あつた。
The purification degree and recovery rate of each purification step are as shown in Table 3.

酵素蛋白質の同定 酵素蛋白質50μgについて、ポリアクリルアミドを用
いたゲルデスク電気泳動を行つた。pH9.4、7.5%Tゲル
を用いて4mAで2時間行い、電気泳動後、0.25%クーマ
シーブリリアントブルーR-250で染色した。(第7図参
照) 図にみられるとおり、単一バンドを示し、均一に精製
されたことを確認された。
Identification of Enzyme Protein 50 μg of the enzyme protein was subjected to gel desk electrophoresis using polyacrylamide. It was performed at 4 mA for 2 hours using pH 9.4, 7.5% T gel, and after electrophoresis, it was stained with 0.25% Coomassie Brilliant Blue R-250. (See FIG. 7) As shown in the figure, a single band was shown, and it was confirmed that the product was uniformly purified.

発明の効果 本発明によると、新規な3β−ハイドロオキシステロ
イドオキシダーゼを得ることができ、本酵素は、補酵素
FADの非存在下で、コレステロールをステロイド合成の
出発物質であるコレスト−4−エン−3−オンに変換す
る作用を有するので、ステロイドの変換、コレステロー
ルの定量に有効に利用することができる。
Effects of the Invention According to the present invention, a novel 3β-hydroxysteroid oxidase can be obtained, and the present enzyme is a coenzyme.
In the absence of FAD, it has an effect of converting cholesterol into cholest-4-en-3-one, which is a starting material for steroid synthesis, and thus can be effectively used for conversion of steroid and quantification of cholesterol.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明に係る酵素の至適pHを示し、第2図は
本酵素のpH安定性を示し、第3図は本酵素の至適温度を
示し、第4図は本酵素の熱安定性を示し、第5図は本酵
素の吸収スペクトルを示す。 また、第6図はセファデックスGカラムから溶出した本
酵素の活性画分を示し、第7図は本酵素蛋白質の電気泳
動による染色バンドを示す。
FIG. 1 shows the optimum pH of the enzyme according to the present invention, FIG. 2 shows the pH stability of the enzyme, FIG. 3 shows the optimum temperature of the enzyme, and FIG. 4 shows the optimum temperature of the enzyme. It shows thermostability, and FIG. 5 shows the absorption spectrum of this enzyme. Further, FIG. 6 shows the active fraction of this enzyme eluted from the Sephadex G column, and FIG. 7 shows the stained band of this enzyme protein by electrophoresis.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】下記の酵素学的性質を有するβ−ハイドロ
オキシステロイドオキシダーゼ、 作用:3β−水酸基を有するステロイドに対して特異的
に作用して3−オキソステロイドを生成する。 分子量:48,000±2,000 等電点:pH9.2±0.1 至適pH:7.5 pH安定性:4℃で24時間の処理に於いて、pH7.0〜9.0の
範囲で安定。 至適温度:45℃ 熱安定性:pH7.0で1時間の処理に於いて、40℃で90%
以上の活性を保持する。 金属結合:酵素分子内に金属イオンが存在しない。 金属塩の影響:硝酸銀(AgNO3)、塩化第二水銀(HgC
l2)によって酵素活性が阻害され、グルタチオン、ジチ
オスレイトールの添加により活性が回復する。 Km、Vmax値:コレステロールを基質とした際のKm値は
3.27×10-4M、酵素濃度5μg/ml時のVmax値は1.33×10
-4M。 吸収スペクトル:紫外、可視部吸収スペクトルに於い
て蛋白質以外の吸収が認められない。
1. A β-hydroxysteroid oxidase having the following enzymatic properties: Action: A 3-oxosteroid is produced by specifically acting on a steroid having a 3β-hydroxyl group. Molecular weight: 48,000 ± 2,000 Isoelectric point: pH 9.2 ± 0.1 Optimal pH: 7.5 pH stability: Stable in the pH range of 7.0 to 9.0 when treated at 4 ° C for 24 hours. Optimum temperature: 45 ° C Thermal stability: 90% at 40 ° C when treated at pH 7.0 for 1 hour
The above activity is retained. Metal bond: No metal ion is present in the enzyme molecule. Effect of metal salt: silver nitrate (AgNO 3), mercuric chloride (HGC
The enzyme activity is inhibited by l 2 ) and the activity is restored by the addition of glutathione and dithiothreitol. Km and Vmax values: Km value when cholesterol is used as a substrate
Vmax value of 1.33 × 10 at 3.27 × 10 -4 M and enzyme concentration of 5 μg / ml
-4 M. Absorption spectrum: No absorption other than protein is observed in the ultraviolet and visible absorption spectra.
【請求項2】ロドコッカス・エクイ(Rhodococcus equ
i)により生産される請求項(1)に記載のβ−ハイド
ロオキシステロイドオキシダーゼ。
2. Rhodococcus equ
The β-hydroxysteroid oxidase according to claim 1, which is produced by i ).
【請求項3】ロドコッカス・エクイを培養し、得られた
培養液より請求項(1)に記載の酵素学的性質を有する
β−ハイドロオキシステロイドオキシダーゼを分離、採
取することを特徴とする、請求項(1)に記載されるβ
−ハイドロオキシステロイドオキシダーゼの調製法。
3. A method for culturing Rhodococcus equi, and separating and collecting β-hydroxysteroid oxidase having the enzymatic property of claim 1 from the resulting culture solution. Β described in item (1)
-Method for preparing hydroxysteroid oxidase.
【請求項4】ロドコッカス・エクイはロドコッカス・エ
クイMIL1037株(微工研菌寄第10179)である請求項
(3)に記載の調製法。
4. The method according to claim 3, wherein the Rhodococcus equi is Rhodococcus equi MIL1037 strain (Ministry of Industrial Science and Technology No. 10179 ).
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